酒精浓度的非接触式测量是一种新型的测量方法。对一些特殊行业有着很大的帮助，比如酿酒业测量酒的酒精浓度，工业上生产工业酒精等。为了便于测量不能接触的酒精溶液，文中设计了一种基于近红外吸收光谱特性的酒精浓度测量系统，可以对不同浓度的酒精溶液进行非接触式连续测量。对于酒精来说，在1300~1 350 nm的光谱段浓度定性反应非常明显，使用处于该波段的红外LED发光二极管，加上光电二极管、模数转换芯片、单片机和LCD屏幕组成该系统。通过使用该系统对不同浓度的酒精进行测量，利用最小二乘法找到酒精浓度和电压信号之间的函数关系式。这样就能通过测量电压值来反推出酒精浓度值。实验表明，在该红外波段下，采集到的电压值和酒精浓度之间有良好的二次函数关系，拟合优度达到了0.99946。测量结果显示，测量值和标准值之间的相关系数R为0.999911，平均绝对误差为0.64。与传统酒精计的0.5相差不大，重复测量和连续测量的方差分别为0.0044和0.0056，证明了该装置的稳定性和可靠性符合预期。而且通过优化电路和程序，选择更为精确的酒精计作为标准，可以使误差更小。该方案相比传统测量方法结构简单，速度更快，还可以进行连续测量。在现实生活中，制酒业、医疗行业和工业生产等行业都对于测量酒精浓度有着很高的需求。该装置可以在不损坏产品的情况下进行酒精浓度测量，它的连续检测能力对某些行业的批量生产有着很大的帮助。通过改良，可以实现自动化检测。除了企业生产，也可用于制造日常使用的便携式酒精浓度测量仪。

为满足坦克、装甲车辆等军用车辆的闭舱、无窗驾驶需求，研制了一套新型辅助驾驶系统。系统将分布于车辆四周的多路光学传感器获取车辆近身场景，通过全景拼接算法得到车辆近身360°的全景鸟瞰视频，该视频显示于车载显示屏，用于车辆通过窄道、有障碍物等特殊路段，或倒车时，驾驶员观看。同时，在车辆通过常规路段时，上述视频可根据驾驶员头部扭转角度，裁选出符合人眼观察视角的车外场景视频，传输至驾驶员显示头盔上，供驾驶员观看。如遇特殊情况，车载显示屏会报警，驾驶员将回归车载显示屏的观看。其中，驾驶员头部位置确定方法采用了红外LED光源图像定位技术和MEMS惯性器件定位技术。在实验室，搭建模型小车，验证全景鸟瞰视频生成技术和头盔自由视点观察技术。此外，还使用真实车辆进行了跑车实验。实验结果表明，上述系统可满足闭舱无窗车辆在常规路况下行驶，速度可达40 km/h，同时可辅助车辆窄道行车、障碍物绕行和倒车等事项顺利进行。

珠宝是高端消费奢侈品, 购物时的品质和美好的视觉体验影响消费者的购买行为, 决定着品牌价值的提升。 随着LED光源的迅速普及与应用, 在珠宝店的氛围营造上, 照明因素(色温、 照度和显色指数等)的作用越来越显著, 本文针对珠宝店中四种色温条件下的氛围评价指标进行研究。 采用可调色温的LED光源, 模拟珠宝店展示台的照明环境, 运用可靠性分析验证了主观评价数据的稳定性, 采用了主成分分析、 最大方差旋转法、 单因素分析和相关性分析等方法, 研究了不同色温下珠宝店的氛围指标以及色温对消费者心理感知的影响。 在珠宝店中, 总共提取了四个基本感知维度, 分别是融入感(sense of integration)、 活泼性(liveliness)、 美观度(aesthetics)和均匀性(uniformity)。 色温3 000 K时的融入感最高, 但此时的活泼性很低, 整体氛围比较压抑。 色温4 000 K时, 四个基本维度的均值普遍较高。 色温5 000 K时, 融入感最低。 色温6 000 K时, 融入感比较低, 而活泼性, 美观度和均匀性都保持较高的均值。 色温对基本感知维度的因子1(融入感)和因子2(活泼性)影响显著。 色温为4 000 K时, 融入感和活泼性的表现更好, 而美观度和均匀性受色温的影响不显著, 珠宝店对空间内色温选择时, 优先考虑4 000 K的色温。 珠宝店的四个基本感知维度与主观评价量词凉爽的-温暖的之间均存在相关性, 表明当色温变化时, 观察者会从视觉上感受到环境氛围的冷暖程度变化。 融入感与凉爽的-温暖的量词相关性最强, 随着色温降低, 珠宝店的融入感逐渐增强。 本文只改变照明参数中的色温, 但观察者在均匀度与明亮度的评价上却受到了影响。 说明在色温改变时, 观察者对灯光明亮度和均匀性的视觉感受也会受到影响。

在主动式自动光学检测系统中，获取高质量的图像具有重要意义。除相机外，光源热稳定性对获取的图像质量也会产生重要影响。为了确保光学检测系统光源的热稳定性以获取高质量的图像，论文提出了一种散热型LED阵列结构光源设计方法。首先，基于单个LED热阻特性建立单个LED的热阻模型。其次，以两个相邻的LED为例，分析同色光LED在单一阵列中的结温特性，并建立LED阵列结构光源的结温模型。最后，基于建立的结温模型，提出散热型LED阵列结构光源设计方法。特别地，论文提出了将散热型结构光源设计问题分解为两个相对简单子问题的方法，进而简化结构光源设计过程。实验结果表明，该设计方法的仿真结温偏差在−0.33%~0.33%之间，实验结温偏差为2.28%，验证了该方法的有效性。

利用甲烷气体分子在3.3 μm处的主吸收峰，研制了一种基于非色散红外光谱技术的红外甲烷传感器.传感器的光学部分由峰值波长为3.4 μm的测量发光二极管、峰值波长为2.7 μm的参考发光二极管、截止波长为3.6 μm的光电二极管及球面反射面组成；电路部分包括发光二极管驱动电路、光敏信号处理电路、温度测量电路、微处理器.采用短脉冲供电控制逻辑的工作模式，降低红外光源的上电时间，将光学测量器件的功耗降至16 mW.实验研究了温度变化对传感器甲烷浓度测量结果的影响，通过数据分析及线性拟合，得出了温度补偿算法公式.补偿后的传感器及检测系统平台实验结果表明：传感器平均功耗为23.56 mW，在-20~50℃的温度范围内温度变化对测量值的影响不超过真值的3%，湿度影响不超过真值的4%，响应时间小于25 s，工作稳定性时间大于60天，性能指标均满足或优于AQ6211-2008煤矿用非色散红外甲烷传感器行业标准相关要求.与热辐射红外光源或激光检测原理的甲烷传感器相比，基于双窄带发光二极管的红外甲烷传感器功耗降低70%以上，能够满足便携式、无线化应用场合低功耗的技术要求.